RNA结合蛋白hnRNPH1在精子发生过程的作用及其分子机制研究

批准号:
31801237
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
王晓莉
依托单位:
学科分类:
C1206.生殖细胞及性别决定
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
段鹏、董娟、胡世福、曹聪聪、文慧
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中文摘要
RNA结合蛋白通过调控RNA的生物合成、定位、稳定、翻译和降解等过程,进而参与基因转录和转录后调控。哺乳动物精子发生过程因出现两次转录抑制现象,其基因转录和转录后调控模式存在特殊性,因此RNA结合蛋白被认为在精子发生过程中具有重要调控作用,但其生理功能和分子机理目前尚不清楚。申请人在前期工作中发现RNA结合蛋白hnRNPH1在小鼠睾丸组织中高表达,生殖细胞条件性敲除Hnrnph1基因导致雄性小鼠不育,因此推测该蛋白参与调控小鼠精子发生过程。本课题拟利用生殖细胞条件性基因敲除Hnrnph1小鼠模型,通过分析敲除小鼠不育表型、筛选与hnRNPH1相互作用的蛋白、鉴定其结合的RNA序列,再利用高通量测序技术检测hnrnph1基因敲除后对转录组的影响,最终揭示RNA结合蛋白hnRNPH1在精子发生过程中的生物学功能和分子调控机制,为遗传学因素所致精子发生障碍的诊疗提供新的理论依据。
英文摘要
RNA binding proteins (RBPs) participate in gene transcriptional and posttranscriptional regulation by controlling the biosynthesis, localization, stabilization, translation and degradation of RNA. Mammalian spermatogenesis follows a distinct gene transcriptional and posttranscriptional regulation program due to the existence of two phases for transcriptional arrest. Therefore, RNA binding proteins are thought to play a significant role in spermatogenesis. However, their physiological functions and molecular mechanism are still unclear. We previously found that RNA binding protein hnRNPH1 was highly expressed in mouse testis, and germ cell conditioned Hnrnph1 gene knockout male mice were sterile. Therefore, we speculated that hnRNPH1 is involved in the regulation of mouse spermatogenesis. In this project, we plan to utilize the conditioned gene knockout mouse model to analyze the male sterile phenotype, screen the interacting proteins of hnRNPH1, identify its binding RNA sequence, and detect the changes of gene transcriptome upon gene knockout by sequencing. Finally, this research will reveal the biological functions and molecular mechanism of hnRNPH1 during spermatogenesis, providing a new theoretical basis for the diagnosis and treatment of spermatogenesis disorders caused by genetic factors.
mRNA前体的选择性剪接对生殖细胞的发育至关重要,然而,调控选择性剪切的分子机制在生殖细胞中尚知之甚少。此研究中,我们发现RNA结合蛋白hnRNPH1在生殖系统优势表达,定位在减数分裂生精细胞的染色体上(粗线期精母细胞的性染色体除外),并可招募剪接蛋白PTBP2和SRSF3进而协同调控精子发生关键基因的选择性剪切。在生精细胞中条件性敲除Hnrnph1导致诸多减数分裂和生殖细胞-支持细胞之间通信相关基因的异常剪接事件,染色体不联会且生精细胞-支持细胞间通讯受损,最终导致雄性不育。我们进一步发现,hnRNPH1可以直接与SPO11蛋白结合并能招募剪接调控因子PTBP2和SRSF3,协同调控靶基因的选择性剪接。引人注目的是,生殖细胞中条件性敲除Hnrnph1基因的雌性小鼠也完全不育,Hnrnph1敲除的卵母细胞也表现出染色体不联会和细胞-细胞连接缺陷,这与Hnrnph1敲除的雄性生殖细胞相似。总之,该研究揭示了hnRNPH1在精子发生和卵子发生过程中调节mRNA前体选择性剪接的重要作用,证明了hnRNPH1通过招募PTBP2和SRSF3调控生殖细胞中选择性剪接事件的分子网络模型。
期刊论文列表
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MFN2 interacts with nuage-associated proteins and is essential for male germ cell development by controlling mRNA fate during spermatogenesis
MFN2 与 nuage 相关蛋白相互作用,通过控制精子发生过程中 mRNA 的命运,对男性生殖细胞发育至关重要
DOI:10.1242/dev.196295
发表时间:2021
期刊:Development
影响因子:4.6
作者:Wang Xiaoli;Wen Yujiao;Zhang Jin;Swanson Grace;Guo Shuangshuang;Cao Congcong;Krawetz Stephen A.;Zhang Zhibing;Yuan Shuiqiao
通讯作者:Yuan Shuiqiao
Mitochondria Associated Germinal Structures in Spermatogenesis: piRNA Pathway Regulation and Beyond
精子发生中线粒体相关的生殖结构:piRNA 通路调控及其他
DOI:10.3390/cells9020399
发表时间:2020
期刊:Cells
影响因子:6
作者:Wang Xiaoli;Lv Chunyu;Guo Ying;Yuan Shuiqiao
通讯作者:Yuan Shuiqiao
hnRNPU in Sertoli cells cooperates with WT1 and is essential for testicular development by modulating transcriptional factors Sox8/9.
支持细胞中的 hnRNPU 与 WT1 合作,通过调节转录因子 Sox8/9 对睾丸发育至关重要
DOI:10.7150/thno.66819
发表时间:2021
期刊:Theranostics
影响因子:12.4
作者:Wen Y;Ma X;Wang X;Wang F;Dong J;Wu Y;Lv C;Liu K;Zhang Y;Zhang Z;Yuan S
通讯作者:Yuan S
Epigenetic Regulation of Spermatogonial Stem Cell Homeostasis: From DNA Methylation to Histone Modification
精原干细胞稳态的表观遗传调控:从 DNA 甲基化到组蛋白修饰
DOI:10.1007/s12015-020-10044-3
发表时间:2020-09
期刊:Stem Cell Reviews and Reports
影响因子:4.8
作者:Zhou Shumin;Feng Shenglei;Qin Weibing;Wang Xiaoli;Tang Yunge;Yuan Shuiqiao
通讯作者:Yuan Shuiqiao
Role of Selective Autophagy in Spermatogenesis and Male Fertility.
选择性自噬在精子发生和男性生育能力中的作用
DOI:10.3390/cells9112523
发表时间:2020-11-23
期刊:Cells
影响因子:6
作者:Lv C;Wang X;Guo Y;Yuan S
通讯作者:Yuan S
hnRNPA2B1在小鼠精子发生过程及男性不育症中的功能和机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:52万元
- 批准年份:2022
- 负责人:王晓莉
- 依托单位:
国内基金
海外基金
